Ap Problemas Solucion Etapas 3y4 - Bernardo Ramírez

Vista previa del material en texto

RESOLUCIÓN DE 
PROBLEMAS
3. BÚSQUEDA DE 
SOLUCIONES CREATIVAS
4. PASAR DE LAS IDEAS A 
LOS DISEÑOS 
PRELIMINARES
3. Búsqueda de 
soluciones creativas
• Una solución es un medio de lograr 
la transformación que se desea.
Es difícil concebir un problema para el 
que sólo haya una solución. Los 
problemas en ingeniería tiene en común:
• Que involucran algo más que hallar una 
solución; requieren encontrar una forma 
preferible de lograr la transformación 
deseada.
• Tienen en común restricciones y 
criterios de solución.
3. Sol. Creativas (Cont.)
¿Qué son las restricciones?
• Una restricción es algo que debe de 
cumplir una solución.
¿Qué son los criterios de solución?
• Un criterio es la forma preferible que 
se aplica y selecciona de entre varias 
soluciones.
Advertencia
Todos los integrantes del equipo 
deberán aportar cuando menos una 
idea.
En esta etapa los integrantes del equipo 
deberán evitar hacer críticas acerca 
de las soluciones que se propongan.
Lo que si deberán hacer es registrar 
en detalle cada una de ellas.
Técnicas para encontrar 
soluciones creativas
Lluvi
a de 
ideas
Lista de cotejo o verificación•Otra forma de usos•Modificaciones posibles•Diferentes arreglos•Posibilidad de agrandar
•Posibilidad de minimizar
Lista de Atributos
•Color
•Material
•Opciones de operación 
•Accesorio
Relaciones forzadas Dimensionamiento
Lluvia de ideas
• Una de las técnicas más populares para 
la resolución de problemas en grupo
es la lluvia de ideas.
• Normalmente, ésta consiste en una 
reunión de personas que de manera 
espontánea proponen ideas concebidas 
para resolver un problema dado.
• En tales sesiones se deben alentar todas 
las ideas, incluso aquellas que parecen 
ser totalmente impracticables.
• Se hace un esfuerzo por generar tantas 
ideas como sea posible.
Lluvia de ideas (Cont.)
• Se anima a los participantes a que 
combinen las ideas de otros o traten de 
mejorarlas.
• En las sesiones de producción de ideas 
no se permite someter éstas a crítica o 
evaluación.
• Las sesiones, por lo general, no duran 
más de una hora.
• Las ideas producidas se registran y 
posteriormente son evaluadas por el 
mismo grupo, o por otro grupo o 
individuo.
Listas de verificación
• Una de las ideas más simples para 
generar nuevas ideas consiste en hacer 
una lista de verificación.
• Ésta impulsa al usuario a examinar 
varios puntos o áreas y a concebir 
posibilidades. Por ejemplo, supóngase 
que se intenta mejorar determinado 
dispositivo. Se podría hacer una lista de 
verificación que incluyera: 
Listas de verificación 
(Cont.)
• Formas en que el dispositivo puede 
usarse para otros fines.
• Formas en que el dispositivo puede 
modificarse.
• Formas en que el dispositivo puede 
reordenarse.
• Formas en que el dispositivo puede 
agrandarse.
• Formas en que el dispositivo puede 
reducirse, y así sucesivamente.
Listado de 
características
• Otra técnica que puede usarse 
individualmente para producir ideas 
originales es el listado de 
características.
• En esta técnica se aíslan y ordenan en 
forma de lista todas las características o 
atributos principales de un producto, 
objeto o idea.
• Después, por cada caracterísitica, se 
hace una lista de las formas en que ésta 
se puede cambiar.
Listado de 
características (Cont.)
• Se incluyen todas las ideas, sin importar 
lo irreales o poco prácticas que puedan 
parecer.
• Una vez que se han listado todas las 
ideas, cada una de ellas se evalúa, 
sacando a luz las mejoras posibles que 
se pueden hacer en el diseño del 
producto o sistema.
Listado de carac. (Cont.)
• Considérese el siguiente ejemplo de 
cómo podría utilizarse la técnica para 
mejorar el diseño de un teléfono:
Carac. Ideas
Co
lo
r Puede ser cualquiera
Puede ser transparente
Puede usar diseños a cuadros
Puede ser diseño personalizado
Ideas Carac. Ideas
Ma
te
ria
l Puede ser metal
Puede ser vidrio
Puede ser madera
Puede ser plástico
Carac. Ideas
Ma
rc
ad
or Puede ser diseño de 10 botones
Puede ser un sistema de palanca
Puede usar un sistema tipo ábaco
Pueden ser botones en línea
Carac. Ideas
Ba
se
Puede ser cuadrada
Puede ser redonda
Puede ser ovalada
Puede ser horizontal
Relación forzada
• En esta técnica se fuerza una relación 
entre dos o más ideas, productos, 
normalmente independientes entre sí,
para comenzar el proceso de generación 
de ideas.
• Consiste en seleccionar el elemento 
constante de la relación forzada, que 
puede ser el producto o dispositivo que 
se va a diseñar, o una idea relacionada 
con el planteamiento del problema.
Relación forzada (Cont.)
• En seguida, la atención se enfoca en 
algún otro elemento escogido al azar.
• Después se establece una relación 
forzada o artificial entre el elemento 
constante y el elemento escogido al 
azar.
• Esto es la base para una lista de flujo 
libre de asociaciones, de las cuales 
pueden surgir ideas nuevas y originales.
Relación forzada (Cont.)
• Ej. Supóngase que estamos interesados 
en el diseño de una cortadora de hierba. 
• El objeto de estudio es dicho aparato. 
• Supóngase que escogemos de manera 
arbitraria una llanta de automóvil como 
el otro elemento. Algunas de las ideas 
que pueden ocurrírsenos, basadas en las 
características de la llanta son: 
Relación forzada (Cont.)
• Una cortadora redonda.
• Una cortadora de ruedas de goma.
• Una cortadora que rueda.
• Una cortadora con rayos en la llanta.
• Una cortadora con llantas neumáticas.
• Una cortadora con frenos.
• Una cortadora que no se detiene.
• Etc., etc. ...
Análisis morfológico
• Implica hacer un listado de todas las 
soluciones concebidas teóricamente.
• En esta técnica primero se define el 
problema en términos de sus 
dimensiones o parámetros y se idea un 
modelo que permita concebir cada 
solución posible.
• Para una solución con sólo dos 
parámetros, el modelo toma la forma de 
un cuadrado dividido, a su vez, en otros 
más pequeños.
An. morfológico (Cont.)
• Refiriéndonos de nuevo a la cortadora de 
hierba, supóngase que deseamos 
examinar tres atributos o variables: el 
tipo de energía, el tipo de movimiento 
de las cuchillas y el tipo de material con 
que se construirá. Listamos los posibles 
métodos para satisfacer cada atributo:
• Energía: motor eléctrico, motor de 
gasolina, presión de agua.
• Movimiento de las cuchillas: rotatorio, 
alternante.
• Material: acero, aluminio, plástico.
An. morfológico (Cont.)
Ac
ció
n 
de
 la
s c
uc
hi
lla
s
Al
te
rn
an
te
Ro
ta
to
rio
Suministro de energía
Presión de agua Motor de gasolina Motor eléctrico
Mate
rial
Acer
o A
lumi
nio P
lásti
co
Ilustración de la técnica morfológica
Al finalizar esta etapa se deberá tener 
un conjunto de opciones conteniendo 
ideas de cómo resolver el problema 
planteado.
Reporte de la 3a. etapa
Desarrollo del equipo
Como grupo ya deberán haberse 
desarrollado normas para operar y 
deben de percibir entre sus integrantes 
una sensación de cooperación.
4. Pasar de las ideas a 
los diseños preliminares
• Éste es el núcleo del proceso de diseño y 
es la fase que más depende de la 
experiencia y del buen juicio del 
ingeniero.
• Aquí es donde se descartan las ideas que 
no funcionan y las ideas que prometen 
se moldean y modifican para formar 
planos y diseños funcionales.
De las ideas a ... (Cont.)
• Los diseños preliminares pueden 
evolucionar a través del análisis o la 
síntesis.
• El análisis implica la división de un todo
en las partes que lo conforman para 
estudiarlas en forma individual.
• La síntesis implica la combinación de 
hechos, principios o leyes en una idea 
general que proporcionará un resultado 
deseado o que resolverá el problema.
De las ideas a ... (Cont.)
• En esta fase es necesario someter las 
posibles soluciones a un cuidadoso 
escrutinio. Éstas son examinadas y 
estudiadas cuidadosa y críticamente.
• Algunas maneras de hacerlo:
- Boceto preliminar
- Análisis informal del proceso
- Pruebas de laboratorio
- Programade investigación
De las ideas a ... (Cont.)
• Una manera para operacionalizar esta 
etapa podría ser la siguiente:
1. Desarrollar una serie de criterios para la toma 
de decisiones
2. Darle una ponderación del 1 al 10 a cada uno 
de ellos
3. Medir en cada opción cada uno de los criterios
4. Aplicarle a las medidas las ponderaciones
5. Comparar el resultado de medir y pondera a 
cada una de las opciones
6. Decidir cuál es la más conveniente de 
acuerdo a los criterios
De las ideas a ... (Cont.)
• Para facilitar el proceso de diseño, los 
ingenieros a menudo dependen de los 
modelos.
• Modelo: Cualquier descripción 
simplificada de un sistema o proceso de 
ingeniería que puede usarse como apoyo 
en el análisis o en el diseño.
- Modelos analíticos o matemáticos
- Modelos de simulación
- Modelos físicos
Modelos matemáticos
• Un modelo matemático consiste en una 
ecuación o grupo de ecuaciones que 
representan un sistema físico.
• La siguiente ecuación representa la 
presión del viento en una estructura:
p = KV2
p = presión del viento, en kg/m2
K = factor que depende principalmente de 
la forma de la estructura
V = velocidad del viento, en km/h
Modelos de simulación
• Cuando estudian sistemas complejos, los 
ingenieros emplean a menudo modelos 
de simulación por computador.
• Estos modelos pueden tener 
incorporados modelos matemáticos 
empíricos como componentes del 
modelo completo.
• Ejemplos: Simulador Arena
Modelos físicos
• Desde hace mucho tiempo, los 
ingenieros han utilizado los modelos 
físicos para obtener un mayor 
conocimiento de los fenómenos 
complejos.
• Estos modelos probablemente 
constituyen el método más antiguo del 
diseño estructural.
• Se han usado también, durante muchos 
años, en los campos de la hidráulica, la 
hidrodinámica y la aerodinámica. 
Modelos físicos (Cont.)
• Algunas veces se construyen a escala 
natural, pero con frecuencia se 
construyen a una escala menor.
• El valor mayor de los modelos físicos 
estriba en que permiten al ingeniero 
estudiar un dispositivo, estructura o 
sistema con muy poco o ningún 
conocimiento previo de su 
comportamiento, o sin que tenga la 
necesidad de hacer suposiciones que lo 
simplifiquen.
Se deberá tener una descripción del 
proceso de decisión y modelos(s) de 
la(s) opción(es) preferida(s).
Reporte de la 4a. etapa
Desarrollo del equipo
A estas alturas el equipo ya debe haber 
madurado y debe aceptar los retos 
complejos que el diseño plantea. Los 
integrantes desempeñarán diferentes 
roles y los intercambiarán de manera 
fluida. Las tareas deben ser cumplidas 
eficientemente por parte de cada uno 
de los integrantes (responsabilidad).